[发明专利]铝离子荧光探针

说明书

技术领域

本发明属于荧光探针技术领域，更加具体的说，涉及一种铝离子荧光探针。

背景技术

铝是人体非必需元素，也是地壳中含量最丰富的金属元素，在大多数生物组织中以离子形式存在，并且广泛应用于现代生活中的各个方面。然而，对于一些人体至关重要的必需元素，如Mg²⁺(0.066nm)、Ca²⁺(0.099nm)和Fe³⁺(0.064nm)等，由于铝元素具有跟它们相似的原子半径(0.051nm)和相似的价态(3+)，在不同的生物过程中铝离子能够作为一种竞争性抑制剂。近些年来，随着酸雨量的增加，使土壤中的铝含量不断增加，铝元素以离子形式存在时(Al³⁺)，对植物的生长有很强的抑制毒性；而水体中存在高浓度的Al³⁺会导致大量有机物凝聚，致使水中的鱼类和其他水生物种营养匮乏而死。另外，相关研究表明，人体内Al³⁺过量时，可导致低色小红细胞性贫血、铝相关性骨骼疾病(ARBD)、脑病，铝中毒引起的神经系统紊乱可导致痴呆、肌肉病变、阿尔兹海默症等。根据世界卫生组织(WHO)的规定，人体每天摄入铝离子含量在3—10mg左右，且每周摄入量应按个人体重不超过2mg/kg。因此，能够实时追踪和检测人体内铝离子的含量显得尤为重要，同时，控制生物体摄入铝离子的浓度对人体健康也很有必要。

在现有的检测铝离子含量的方法中，荧光探针法因为其具有操作简便、高灵敏度、高选择性、实时性、肉眼可观测，且成本较低等特点，在食品药品、生命科学和环境监测方面有较为广泛的应用。近年来，设计、合成具有铝离子选择性的荧光探针，研究开发出能够实时、便捷地监测Al³⁺的探针受到了科学家们极大的关注。

然而目前，铝离子荧光探针的开发面临着一定的困难和挑战。由于铝离子的配位能力较弱，且其在水溶液中水合能力较强，铝离子的检测经常被干扰离子的存在所影响。迄今为止，已报道的铝离子荧光探针与其他过渡金属离子探针相比，所取得的成果并不是那么的令人满意。同时，文献报道的主要的铝离子探针，其所具有的局限性在于合成过程复杂、在水溶液中的应用性较差等，几乎目前所有文献中报道的铝离子探针都是在有机溶剂或者混合溶剂中进行测定的。因此，能够研究和开发出新型的，不仅对铝离子有特异性响应，而且能有效地竞争水溶液中的水合铝离子使其能在水溶液环境下检测Al³⁺的探针，以便今后应用于生命体内，是非常迫切而有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供可作为高灵敏度的铝荧光探针而加以利用的化合物。和文献现有铝离子探针相比较，本发明探针具有灵敏度高，检测下限低(纳摩尔浓度nmol/L量级)，选择性高，稳定性强，制备简单、合成成本低等优势。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现：

铝离子荧光探针，具有如下分子式所示的结构：

其中R选自H、Cl、CH₃或者NO₂。

铝离子荧光探针的制备方法，进行如下反应进行制备：

其中R选自H、Cl、CH₃或者NO₂，选择两种原料为等摩尔比例投料，选择有机溶剂溶解分散反应原料，在设定的反应温度进行充分回流反应，待反应结束后抽滤旋蒸和重结晶。

在上述技术方案中，反应温度为60—80摄氏度，优选70—80摄氏度。

在上述技术方案中，回流反应时间至少为2小时，优选4—6小时。

在上述技术方案中，有机溶剂能够溶解并均匀分散两种原料，如无水乙醇、丙酮或者四氢呋喃。

具有如下分子式所示的结构的化合物在铝离子检测中的应用，与铝离子形成的配合物在450nm激发波长下，在最大发射光波长λem＝518nm处具有很强的荧光峰，最大激发波长为450nm。在0.05-0.25μM铝离子浓度范围内，荧光强度呈现出良好的线性关系。

其中R选自H、Cl、CH₃或者NO₂。